代理模式

1、代理模式的基本介绍

1）代理模式：为一个对象提供一个替身，以控制对这个对象的访问。即通过代理对象访问目标对象，这样做的好处是可以在目标对象的基础上增强额外的功能操作，即扩展目标对象的功能。代理对象作为访问对象和目标对象之间的中介。

2）被代理的对象可以是远程对象、创建开销大的对象或需要安全控制的对象。

3）代理模式有不同的形式，主要有三种，静态代理（静态代理类在编译期就生成，动态代理类则是在Java运行时动态生成）、动态代理（JDK代理、接口代理）和Cglib代理（可以在内存动态的创建对象，而不需要实现接口，他是是属于动态代理的范畴）。

4）代理模式示意图。

5）代理模式结构

代理（Proxy）模式分为三种角色

抽象主题（Subject）类：通过接口或抽象类声明真实主题和代理对象实现的业务方法。
真实主题（Real Subject）类：实现了抽象主题中的具体业务，是代理对象所代表的真实对象，是最终要引用的对象。
代理（Proxy）类：提供了与真实主题相同的接口，其内部含有对真实主题的引用，它可以访问、控制或扩展真实主题的功能。

2、静态代理基本介绍

静态代理在使用时，需要定义接口或者父类，被代理对象（即目标对象）与代理对象一起实现相同的接口或者时继承相同父类

【应用实例】

1）定义一个接口：ITeacherDao

2）目标对象TeacherDAO实现接口ITeacherDAO

3）使用静态代理方式，就需要在代理对象TeacherDAOProxy中也实现ITeacherDAO

4）调用的时候通过调用代理对象的方法来调用目标对象

5）特别提醒：代理对象与目标对象要实现相同的接口，然后通过调用相同的方法来调用目标对象的方法

public interface ITeacherDao {
    void teach(); // 授课的方法
}

public class TeacherDao implements ITeacherDao {
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println(" 老师授课中。。。");
    }
}

public class TeacherDaoProxy implements ITeacherDao {
    private ITeacherDao target;
    public TeacherDaoProxy(ITeacherDao target) {
        this.target = target;
    }
    
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("开始代理。。。");
        target.teach();
        System.out.println("提交。。。");
    }
}

【静态代理优缺点】

1）优点：在不修改目标对象的功能前提下，能通过代理对象对目标功能扩展

2）缺点：因为代理对象需要与目标对象实现一样的接口，所以会有很多代理类

3）一旦接口增加方法，目标对象与代理对象都要维护

3、动态代理的基本介绍

1）代理对象，不需要实现接口，但是目标对象要实现接口，否则不能使用动态代理

2）代理对象的生成，是利用JDK的API，动态的在内存中构建代理对象

3）动态代理也叫做：JDK代理、接口代理

【1】JDK中生成代理对象的API

1）代理类所在包：java.lang.reflect.Proxy

2）JDK实现代理只需要使用newProxyInstance方法，但是该方法需要接收三个参数，完整的写法是：

static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)

public interface ITeacherDao {
    void teach();  // 授课方法
}

public class TeacherDao implements ITeacherDao {
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println(" 老师授课中 ");
    }
}

public class ProxyFactory {
    // 维护一个目标对象，Object
    private Object target;
    
    // 构造器，对target进行初始化
    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }
    
    // 给目标对象生成一个代理对象
    public Object getProxyInstance() {
        // 1、loader: 指定当前目标对象使用的类加载器，获取加载器的方法固定
        // 2、Class<?>[] interfaces: 目标对象实现的接口类型，使用泛型方法确认类型
        // 3、InvocationHandler h: 事情处理，执行目标对象的方法时，会触发事情处理方法，
        //    会把当前执行的目标对象方法作为参数传入
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) {
                System.out.println("JDK代理开始");
                // 反射机制调用目标对象的方法
                Object returnVal = method.invoke(target, args);
                return returnVal;
            }
        });
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建目标对象
        ITeacherDao target = new TeacherDao();
        
        // 给目标对象，创建代理对象，可以转成ITeacherDao
        ITeacherDao proxyInstance = (ITeacherDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
        
        // proxyInstance=class com.sun.proxy.$Proxy0内存中动态生成了代理对象
        System.out.println("proxyInstance=" + proxyInstance.getClass());
        
        // 通过代理对象，调用目标对象的方法
        proxyInstance.teach();
    }
}

【2】动态代理的执行流程是什么样？

// 程序运行过程中动态生成的代理类
public final class $Proxy0 extends Proxy implements ITeacherDao {
    private static Method m3;
    
    public $Proxy0(InvocationHandler invocationHandler) {
        super(invocationHandler);
    }
    
    static {
        m3 = Class.forName("...TeacherDao").getMethod("teach", new Class[0]);
    }
    
    public final void teach() {
        this.h.invoke(this, m3, null);
    }
}

// Java提供的动态代理相关类
public class Proxy implements java.io.Serializable {
    protected InvocationHandler h;
    
    protected Proxy(InvocationHandler h) {
        this.h = h;
    }
}

// 代理工厂类
public class ProxyFactory {
        // 维护一个目标对象，Object
    private Object target;
    
    // 构造器，对target进行初始化
    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }
    
    // 给目标对象生成一个代理对象
    public Object getProxyInstance() {
        // 1、loader: 指定当前目标对象使用的类加载器，获取加载器的方法固定
        // 2、Class<?>[] interfaces: 目标对象实现的接口类型，使用泛型方法确认类型
        // 3、InvocationHandler h: 事情处理，执行目标对象的方法时，会触发事情处理方法，
        //    会把当前执行的目标对象方法作为参数传入
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) {
                System.out.println("JDK代理开始");
                // 反射机制调用目标对象的方法
                Object returnVal = method.invoke(target, args);
                return returnVal;
            }
        });
    }
}

执行流程如下：

在测试类中通过代理对象调用teach()方法
根据多态的特性，执行的是代理类（$Proxy0）中的teach()方法
代理类（$Proxy0）中的teach()方法中又调用了InvocationHandler接口的子实现类对象的invoke方法
invoke方法通过反射执行了真实对象所属类（TeacherDao）中的teach()方法

4、Cglib代理

【1】基本介绍

1）静态代理和JDK代理模式都要求目标对象是实现一个接口，但是有时候目标对象只是一个单独的对象，并没有实现任何的接口，这个时候可使用目标对象子类来实现代理，这就是Cglib代理。

2）Cglib代理也叫做子类代理，它是在内存中构建一个子类对象从而实现对目标对象功能扩展，有些书也将Cglib代理归属到动态代理。

3）Cglib是一个强大的高性能的代码生成包，它可以在运行期扩展java类与实现java接口，它广泛的被许多AOP的框架使用，例如Spring AOP，实现方法拦截。

4）在AOP编程中如何选择代理模式？

目标对象需要实现接口，用JDK代理
目标对象不需要实现接口，用Cglib代理

5）Cglib包的底层是通过使用字节码处理框架ASM来转化字节码并生成新的类

【2】Cglib代理模式实现步骤

1）需要引入cglib的jar文件或使用pom引入jar包坐标

asm.jar
asm-commons.jar
asm-tree.jar
cglib-2.2.jar

<dependency>
	<groupId>cglib</groupId>
	<artifactId>cglib</artifactId>
	<version>2.2.2</version>
</dependency>

2）在内存中动态构建子类，注意代理的类不能为final，否则报错java.lang.IllegalArgumentException

3）目标对象的方法如果为final/static，那么就不会被拦截，即不会执行目标对象额外的业务方法

public class TeacherDao {
    public void teach() {
        System.out.println(" 老师授课中，我是cglib代理，不需要实现接口  ");
    }
}

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

public class ProxyFactory implements MethodInterceptor {
    // 维护一个目标对象
    private Object target;
    
    // 构造器，传入一个被代理的对象
    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }
    
    // 返回一个代理对象：是target对象的代理对象
    public Object getProxyInstance() {
        // 1. 创建一个工具类
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        // 2. 设置父类
        enhancer.setSuperclass(target.getClass());
        // 3. 设置回调函数
        enhancer.setCallback(this);
        // 4. 创建子类对象，即代理对象
        return enhancer.create();
    }
    
    // 重写intercept方法，会调用目标对象的方法
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("Cglib代理模式 ~~ 开始");
        Object returnVal = method.invoke(target, args);
        System.out.println("Cglib代理模式 ~~ 提交");
        return returnVal;
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建目标对象
        TeacherDao target = new TeacherDao();
    
    	// 获取到代理对象，并且将目标对象传递给代理对象
        TeacherDao proxyInstance = (TeacherDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
        
        // 执行代理对象的方法，触发intercept方法，从而实现对目标对象的调用
        proxyInstance.teach();
        
    }
}

5、三种代理的对比

【1】jdk代理和CGLIb代理

使用CGLIb实现动态代理，CGLib底层采用ASM字节码生成框架，使用字节码技术生成代理类，在jdk1.6之前比使用Java反射效率要高。唯一需要注意的是，CGLib不能对声明为final的类或者方法进行代理，因为CGLib原理是动态生成被代理类的子类。

在jdk1.6、jdk1.7、jdk1.8逐步对jdk动态代理优化之后，在调用次数较少的情况下，jdk代理效率高于CGLib代理效率，只有当进行大量调用的时候，jdk1.6和jdk1.7比CGLib代理效率低一点，但是到jdk1.8的时候，jdk代理效率高于CGLib代理。所以如果有接口使用jdk动态代理，如果没有接口则使用CGLib代理。